конденсатора и катушки»
Цель работы: изучить на практике физические процессы связанные с наличием в цепи емкости и индуктивности, научиться строить векторные диаграммы, выполнять необходимые расчеты.
I.Контрольные вопросы: 1.Каким физическим процессом сопровождается прохождение переменного тока через катушку индуктивности? 2.Каким физическим процессом сопровождается подача переменного напряжения на обкладки конденсатора? 3.Привести формулу зависимости реактивного сопротивления катушки от частоты и индуктивности. XL = 4.Привести формулу зависимости реактивного сопротивления конденсатора от частоты и емкости. XС =
5.Привести формулы расчета полного сопротивления цепи. Z = 6.Привести формулы расчета коэффициента мощности цепи. сos φ = 7.Привести формулы расчета активной мощности. Р = 8.Привести формулы расчета реактивной мощности. Q = 9.Привести формулы расчета полной мощности. S = 10.Зачем строят векторные диаграммы? 11.Какое технико - экономическое значение имеет коэффициент мощности цепи? II.Выбор приборов и оборудования: Таблица 4.1 – Приборы и оборудование
III.Порядок выполнения работы: 1.Выбрать элементы цепи, заполнить таблицу 4.1 (если вы работаете в WB, амперметр работает в режиме АС, напряжение измерять мультиметром). 2.На монтажном столе собрать цепь по схеме, приведенной на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1 - Неразветвленная цепь переменного тока
3.Произвести измерения и заполнить таблицу 4.2.
Таблица 4.2 – Данные наблюдений
4.Рассчитать сопротивления, мощности, коэффициент мощности цепи и заполнить таблицу 4.3. Таблица 4.3 – Данные вычислений
7.Построить векторную диаграмму: М 1см ÷ А 1см ÷ В
Рисунок 4.2 – Векторная диаграмма 8.Установить сопротивления XL < XС, XL = XС, XL > XС измерить ток в цепи, заполнить таблицу 4.4. Таблица 4.4 – Данные наблюдений
IV.Выводы по проделанной работе: V.Оценка проделанной работы: Занятие Тема практического занятия 5 «Расчет цепи переменного тока» 2 часа Цель работы: освоить векторный метод расчета цепей переменного тока.
I.Контрольные вопросы: 1.Пояснить назначение векторных диаграмм. 2.Привести формулу зависимости емкостного сопротивления от частоты и емкости.
XC =
3.Привести формулу зависимости индуктивного сопротивления от частоты и индуктивности.
XL =
5.Привести формулы расчета полного сопротивления цепи.
Z =
6.Привести формулы расчета коэффициента мощности цепи.
сos φ =
7.Привести формулы расчета активной мощности и единицу ее измерения.
Р =
8.Привести формулы расчета реактивной мощности и единицу ее измерения.
Q =
9.Привести формулы расчета полной мощности и единицу ее измерения.
S =
10.Какое практическое значение имеет повышение коэффициента мощности в электроустановках переменного тока?
II. Порядок выполнения работы: 1.В соответствии со своим вариантом выбрать схему цепи (рис. 5.1). 2.Определить следующие величины, относящиеся к данной цепи, если они не заданы в таблице 5.1: 1)Полное сопротивление Z; 2)Напряжение U, приложенное к цепи; 3)Силу тока I; 4)Угол сдвига фаз φ (по величине и знаку); 5)Активную Р, реактивную Q и полную S мощности цепи.
3.Начертить в масштабе векторную диаграмму цепи и пояснить ее построение. 4.С помощью логических рассуждений пояснить характер изменения (увеличится, уменьшится, останется без изменения) тока и угола сдвига фаз (по величине и знаку) при уменьшении частоты тока в два раза. Напряжение, приложенное к цепи, считать неизменным.
Таблица 5.1 – Параметры элементов цепей
Рисунок 5.1 - Неразветвленные цепи переменного тока
III.Расчет цепи:
IV.Выводы по проделанной работе: V.Оценка проделанной работы: Занятие Тема лабораторного занятия 6 «Исследование трехфазной цепи при
2 часа соединении потребителей звездой» Цель работы: убедиться в правильности основных соотношений между фазными и линейными токами и напряжениями при соединении потребителей звездой, выявить роль нулевого провода. I.Контрольные вопросы: 1.Дать определение трехфазной цепи. 2.Дать определение линейного напряжения. 3.Дать определение фазного напряжения. 4.Привести уравнение связи между линейным и фазным напряжением.
5.Привести уравнение связи между линейным и фазным током.
6.Привести определение симметричной (равномерной) нагрузки. 7.Чему равен ток в нулевом проводе при симметричной нагрузке? 8.Как определяется ток в нулевом проводе при несимметричной нагрузке? I0 = 9.Пояснить роль нулевого провода в трехфазных цепях.
I.Выбор приборов и оборудования: Таблица 6.1 – Приборы и оборудование
II.Порядок выполнения работы: 1.Открыть файл «WB - 5», выбрать элементы цепи, заполнить таблицу 6.1. Установить э.д.с. источников одинаковой амплитуды, частоты, но сдвинутых по фазе т.о. φА = 00, φВ = 1200, φС =2400. Ток измерять амперметром в режиме АС, напряжение мультиметром. 2.Собрать цепь в соответствии с рисунком 6.1. Вид нагрузки (резисторы, конденсаторы, катушки) студентами выбирается самостоятельно. Рисунок 6.1 – Соединение трехфазной нагрузки звездой
3.Установить симметричную (равномерную) нагрузку. 4.Сделать соответствующие измерения токов и напряжений, заполнить таблицу 6.2. 5.Оборвать нулевой провод, сделать соответствующие замеры токов и напряжений, заполнить таблицу 6.2. 6.Поизвести обрыв одной из фаз, произвести замеры, заполнить таблицу 6.2.
Таблица 6.2 – Данные наблюдений
5.Установить неравномерную нагрузку, произвести замеры соответствующих токов и напряжений, заполнить таблицу 6.2. 6.Произвести обрыв нулевого провода, сделать соответствующие замеры, заполнить таблицу 6.2.
IV.Выводы по проделанной работе: V.Оценка проделанной работы: Занятие Тема практического занятия 7 «Расчет трехфазной цепи при соединении 4 часа нагрузки звездой» Цель работы: освоить векторный метод расчета трехфазной цепи при неравномерной нагрузке.
I.Контрольные вопросы: 1.Привести формулу расчета фазного напряжения при известном линейном напряжении.
Uф =
2.Привести формулу нахождения фазного тока при известном фазном напряжении и сопротивлении фазы.
IФ =
3.Привести формулу связи линейного и фазного тока.
IФ =
4.Пояснить порядок построения векторной диаграммы для трехфазной цепи. 5.Пояснить порядок определения тока в нулевом проводе графическим способом. 6.Привести формулы для определения активной РФ, реактивной QФ, полной мощности SФ фазы.
РФ =
QФ =
SФ =
7.Привести формулы для определения активной, реактивной, полной мощности трехфазной цепи при неравномерной нагрузке.
Р =
Q =
S =
II. Порядок выполнения работы: 1.В соответствии со своим вариантом выбрать схему цепи (рис.7.1). 2.Параметры элементов цепи и линейное напряжение выбрать, в соответствии со своим вариантом, из таблицы 14.1. 3.Определить: 1) Фазное напряжение UФ; 2) Фазные токи IФ; 3) Линейные токи IЛ. 4.Построить векторную диаграмму цепи. 5.Определить ток в нулевом проводе I0 графическим способом. 6.Определить активную Р, реактивную Q, полную мощность S, потребляемую цепью. Таблица 7.1 – Параметры элементов цепей
Рисунок 7.1 – Трехфазные цепи
III.Расчет цепи: 1У.В программе «Расчет трехфазной цепи» моделируем свою цепь, обрываем нулевой провод, анализируем изменения в работе цепи. IV.Выводы по проделанной работе: V.Оценка проделанной работы:
Занятие Тема лабораторного занятия 8 «Измерение токов, напряжений и сопротивлений» 2 часа Цель работы: 1.Изучить устройство комбинированных приборов. 2.Научиться безошибочно выбирать положения переключателей, соответствующих роду измеряемой величины, определять и выставлять нужный предел измерения. 3.Осуществлять измерения токов, напряжений, сопротивлений цифровым комбинированным прибором.
I.Контрольные вопросы: 1.Пояснить методы измерения. 2.Для чего предназначены комбинированные приборы? 3.Какой предел измерения устанавливают, если неизвестна измеряемая величина? 4.Что необходимо сделать при возникновение на дисплее цифрового прибора «1»? 5.Перечислить достоинства цифровых приборов. 6.Приведите схему включения в цепь амперметра.
7.Приведите схему включения в цепь вольтметра.
8.Объснить методику измерения сопротивлений методом непосредственной оценки. 9.Привести формулы расчета абсолютной, относительной, приведенной погрешности. ±Δ = δ = γ = 10.Дать определения класса точности приборов. II.Выбор приборов и оборудования: Таблица 8.1 – Приборы и оборудование
III.Порядок выполнения работы: 1.Открыть файл «Электроника». Ознакомиться с оборудованием для выполнения работы. Заполнить табл. 8.1. 2.Собрать цепь постоянного тока со смешанным соединением резисторов (рис. 7.1). Рисунок 8.1 - Цепь для измерения токов и напряжений 3.Измерить силу тока на любом участке цепи на всех пределах измерения, результаты измерений занести в таблицу 8.1.
Таблица 8.1 – Данные наблюдений
4.Измерить напряжение на любом участке цепи на всех пределах измерения, результаты занести в таблицу 8.1. 3.Привести схему для измерения сопротивлений резисторов косвенным методом в зависимости от величины измеряемых сопротивлений.
Рисунок 8.2 - Схема включения амперметра и вольтметра для измерения сопротивлений 4.Привести формулу для расчета сопротивления резисторов, вычислить значение сопротивления каждого резистора
Rx = 5.Определить сопротивление трех резисторов методом вольтметра – амперметра. 6.Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 8.2.
Таблица 8.2– Данные наблюдений
7.Измерить сопротивления тех же резисторов омметром, результаты записать в таблицу 8.Сравнить измеренные сопротивления резисторов с их номинальными значениями. 9.Определить относительную погрешность измерения тока и напряжения.
δ I =
δ U =
IV. Выводы по проделанной работе:
V.Оценка проделанной работы:
Занятие Тема практического занятия 9 «Расчет погрешностей результата измерений» 2 часа Цель работы: освоить расчет относительной погрешности измерений аналогового и цифрового приборов I.Контрольные вопросы: 1.Дать определение класса точности приборов 2.Привести определение и математическое выражение для нахождения абсолютной погрешности
3.Привести математическое выражение для абсолютной погрешности прибора, выраженной через класс точности прибора
4. Привести определение и математическое выражение для нахождения относительной погрешности
1.Чему может быть равна абсолютная погрешность измерения с помощью вольтметров с классами точности 0,05; 0,1;1,0;2,5 со шкалой на 100В?
2 Цифровой омметр имеет следующие поддиапазоны измерения: 10 и 100 Ом, 1 и 100 кОм, 1 МОм. Определить, с какой относительной погрешностью могут быть измерены сопротивления 5, 70 и 300 Ом; 1 и 400 кОм, если постоянные коэффициенты С и В для 3 всех поддиапазонов равны соответственно 0,003 и 0,001. III.Порядок выполнения работы: 1.Определить относительную погрешность измерений аналоговым прибором. Данные для расчетов взять в таблице 9.1. Таблица 9.1.
II.Расчет погрешностей: V. Выводы по проделанной работе: V.Оценка проделанной работы: Занятие Тема лабораторного занятия 10 «Исследование работы однофазного 2 часа трансформатора» Цель работы: определить коэффициент трансформации трансформатора; исследовать внешнюю характеристику трансформатора.
I.Контрольные вопросы: 1.Укажите назначение и устройство основных элементов трансформатора. 2.Поясните принцип действия трансформатора. 3.Поясните какие магнитные потоки имеют место в трансформаторе в режиме холостого хода? 4.Поясните какие магнитные потоки имеют место в трансформаторе при нагрузке? 5.Приведите формулу для определения коэффициента трансформации.
К =
6.Как объяснить постоянство основного магнитного потока при изменении нагрузки трансформатора? 7.Приведите определение номинальных параметров трансформатора: мощности, напряжений, токов. 8.Какие потери мощности имеют место в трансформаторе при нагрузке.
II. Выбор приборов и оборудования: Таблица 10.1 – Приборы и оборудование
III.Порядок выполнения работы: 1.Открыть файл «WB». Ознакомиться с оборудованием к лабораторной работе. Заполнить таблицу 9.1. 2.Собрать цепь холостого хода трансформатора по схеме (рис.13.1). Рисунок 10.1 - Трансформатор в режиме холостого хода
3.При различных э.д.с. источника питания определить коэффициент трансформации, заполнить таблицу 10.2. Таблица 10.2 – Данные наблюдений и вычислений
4.Собрать цепь трансформатора под нагрузкой по схеме (рис. 9.2). Рисунок 10.2 - Трансформатор под нагрузкой
5.Изменяя сопротивление нагрузки в сторону уменьшения, измерить силу тока и напряжение в цепи, заполнить таблицу 9.3.
Таблица 10.3 – Результаты наблюдений
6.Построить внешнюю характеристику трансформатора. U2 = f (I2) М 1см ÷ А 1см ÷ В
Рисунок 10.3 - Внешняя характеристика трансформатора
V. Выводы по проделанной работе: V.Оценка проделанной работы: Лабораторное занятие «Исследование работы двигателя постоянного тока» Цель работы: исследовать основные характеристики работы двигателя I.Контрольные вопросы. 1.Описать принцип действия двигателя:
2.Описать пуск двигателя и привести схему:
3.Реверс двигателя:
4.Регулировка скорости вращения, разнос двигателя:
III.Порядок выполнения работы: 1.Вычерить схему лабораторного стенда:
2.Определить пусковой ток двигателя:
3.Осуществить реверс. 4.Построить график зависимости скорости вращения от тока якоря:
Выводы:
Занятие Тема лабораторного занятия 11 «Снятие вольт – амперной характеристики 2 часа полупроводникового диода» Цель работы: построить вольт – амперную характеристику диода при прямом включении.
I.Контрольные вопросы: 1.Что называют р – n переходом? 2.Почему возникают объемные заряды в области р – n перехода? 3.Как подключить источник питания к р – n переходу, чтобы через него протекал прямой ток? 4.Как подключить источник питания, чтобы переход был закрыт? 5.Что называют полупроводниковым диодом? 6.Для чего применяются выпрямительные диоды? 7.Приведите основные параметры диодов:
II. Выбор приборов и оборудования: Таблица 11.1 – Приборы и оборудование
III.Порядок выполнения работы: 1.Открыть файл «WB». Ознакомиться с оборудованием к лабораторной работе, выбрать диод KD102А, установить сопротивление резистора 1кОм, силу тока измерять амперметром в режиме АС, напряжение измерять мультиметром. Заполнить таблицу 11.1. 2.Собрать цепь для снятия вольт – амперной характеристики диода (рис.11.1).
Рисунок 11.1 - Цепь для снятия вольт – амперной характеристики диода
3.Изменяя э.д.с. источника питания, измерить ток цепи и напряжение на диоде, результаты измерений занести в таблицу 11.2.
Таблица 11.2 – Результаты наблюдений
4.Построить ВАХ диода при прямом включении I = f (U) М 1см ÷ А 1см ÷ В
Рисунок 11.2 - ВАХ диода
4.Используя различные участки ВАХ, определить статическое сопротивление диода. На ВАХ отметить участки, на которых измеряли сопротивление, привести формулы расчета сопротивлений.
5.Результаты расчетов занести в таблицу 11.3. Таблица 11.3 – Результаты расчетов
V. Выводы по проделанной работе: V.Оценка проделанной работы: Занятие Тема практического занятия 12 «Расчет выпрямителейпеременного тока, собранных на 4 часа полупроводниковых диодах» Цель работы: освоить методику выбора диодов для составления выпрямительных схем I.Контрольные вопросы: 1.Дать определение выпрямительным диодам, привести их ВАХ
1.Пояснить назначение выпрямительных диодов. 2.Привести основные параметры диодов
3.Привести схемы выпрямителей
II. Порядок выполнения работы: 1.Выбрать задачу в соответствии со своим вариантом.
Задача 1 (варианты 1-10) Мостовой выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя P о, Вт, при напряжении питания U о, В. Следует выбрать один из трёх типов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в таб.1 для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя. Данные для своего варианта взять из таб.1. Таблица 1
Задача 2 (варранты 11-20) Трехфазный выпрямитель, собранный на трех диодах, должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя P о, Вт, при напряжении U о, В. Следует выбрать один из трех типов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в таб.2 для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя. Данные для своего варианта взять из таб.2. Таблица 2
Задача 3 (варианты 21-30) Однополупериодный выпрямитель должен питать потребитель постоянным током. Мощность потребителя P о, Вт, при напряжении U о, В. Следует выбрать один из трех типов полупроводниковых диодов, параметры которых приведены в таб.3 для схемы выпрямителя, и пояснить, на основании чего сделан выбор. Начертить схему выпрямителя. Данные для своего варианта взять из таб.3.
Таблица 3
III.Расчет цепи и построение схемы выпрямителя:
IV.Выводы по проделанной работе: V.Оценка проделанной работы: Занятие Тема лабораторного занятия: 13 «Исследование работы инвертирующего и неинвертирующего 2 часа операционного усилителя»
Цель работы: определить коэффициенты усиления усилителей, разность фаз между входным и выходным синусоидальным напряжением I.Контрольные вопросы: 1.Привести выражения для коэффициентов усиления:
неинвертирующего усилителя
инвертирующего усилителя
2.Какова разность фаз между входным и выходным сигналами неинвертирующего усилителя
3. Какова разность фаз между входным и выходным сигналами инвертирующего усилителя
П.Приборы и оборудование:
Ш.Порядок выполнения работы: 1. Откройте файл Electronics Workbench. 2.Соберите цепь в соответствии со схемой рис. 13.1. 3.Рассчитайте коэффициент усиления напряжения Ку усилителя по заданным значениям параметров компонентов схемы
4.По осциллографу определите разность фаз входного и выходного напряжений
2.Соберите цепь в соответствии со схемой рис.13.2. 3.Рассчитайте коэффициент усиления напряжения Ку усилителя по заданным значениям параметров компонентов схемы
4.По осциллографу определите разность фаз входного и выходного напряжений
Рис. 13.2 - Инвертирующий усилитель
IV.Выводы по проделанной работе: V.Оценка проделанной работы:
Рекомендуемая литература Основные источники: 1.Бондарь И.М.Электротехника и электроника. Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ»; Феникс, 2010. – 340с. 2.Синдеев Ю.Г. Электротехника с основами электроники. Ростов н/Д: Феникс, 2006, 346с. 3.Бутырин П.А. Электротехника. М.: издательский центр «Академия», 2006, 402с. 4.СТ СЭВ 1052-78. Метрология. Единицы физических величин,34с. 5.Стандарт предприятия. ЕКТС, 2011, 45с. Дополнительные источники: 1.Е.И.Парахно, Справочник по теоретической электротехнике, ЕКТС, 2006,49 с. 2.ЭОС «Двигатели постоянного тока» 3.ЭОС «Трансформаторы» 4.Данилов И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники. М.: Высшая школа, 1999, 483с. 5.ПарахноЕ.И. Методические указания к проведению лабораторных и практических работ, рабочая тетрадь, 2011.- 56с. 6.Данилов И.А., Иванов П.М. Дидактические материалы по общей электротехнике с основами электроники. М.: Высшая школа, 1999, 483с.
Интернет-ресурсы: 1.Бондарь И.М. Электротехника и электроника, Среднее проф. Образов.,МарТ: Феникс, 2010, http: //www.wwww4.com/w4228/709174.htm 2.«Новости электротехники» (журнал). Форма доступа: www.news.elteh.ru 3.«Электро» (журнал). Форма доступа: www.elektro.elektrozavod.ru
Читайте также: В електротехніці заряди накопичують у конденсаторах. Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|